Авторские материалы Ученые создали сорбент для очистки радиоактивной воды

Российские ученые создают новые технологии очистки радиоактивной воды и прочих фонящих отходов. В основе разработки – сорбент, с помощью которого из воды извлекают радиоактивный стронций. Затем сорбент спекают в сверхплотную керамику. В таком виде отходы можно хранить долгое время. Технология полезна при утилизации старых атомных подводных лодок, отработанного ядерного топлива, а также в случае техногенных катастроф, наподобие той, что произошла на японской АЭС в Фукусиме. Тему продолжит Сергей Гололобов.

Жидкие радиоактивные отходы – большая проблема всей мировой атомной отрасли. Она накопила огромные объемы зараженной радиоактивными изотопами воды. Соответственно, её надо грамотно нейтрализовать и обезопасить. Решением может стать использование специально разработанных композитных порошков – сорбентов. Они действуют по принципу губки, но впитывает не воду, а только содержащиеся в ней радиоактивные изотопы, прежде всего, цезия и стронция. Ну, а сама вода, соответственно, очищается до безвредного состояния. Среди российских ученых эту тему активнее всего продвигают дальневосточные радиохимики из разных вузов и академических институтов. Их лидерство объяснимо. На Дальнем Востоке скопилось немалое количество старых атомных субмарин, а их утилизация с дезактивацией – дело непростое. Да и Фукусима, с её периодическими сбросами из реакторов радиоактивной воды, рядом. Дальневосточные ученые разработали разные сорбенты. Например, – сейчас будет сложное научное название – смешанный гексацианоферрат на основе переходных металлов. Название попроще феррацинид, еще проще ФОЦ. Механизм сорбции работает на основе химической реакции замещения. Переходные металлы, это могут быть никель, кобальт, железо, цинк и медь, замещаются на радиоактивные цезий и стронций, пояснил на лекции в обществе "Знание" завлабораторией сорбционных процессов Института химии дальневосточного отделения Российской академии наук Андрей Егорин.

ЕГОРИН: Ну вот кратко – механизм ионного обмена, когда цезий плавает в растворе. Берем наше соединение, и это соединение обменивается путем ионного обмена на калий с цезием. Соответственно, цезий захватывается у нас молекулой ферроцинида переходного металла, а калий поступает в раствор. Таким образом, этот цезий как бы селективно извлекаем из раствора. Вот в чистом виде эти ферроциниды переходного металла практически не используются. А используются композитные сорбенты, когда сорбционно активная фаза наносится, либо внедряется в матрицу, различную, либо органическую, либо неорганическую.

Есть разные варианты сорбентов, например, на основе солей цинка и алюминия. Их получают методом химического синтеза. Такой сорбент может извлекать и изотопы урана, рассказал в программе "Вести Владивосток" младший научный сотрудник лаборатории структурного материаловедения Дальневосточного федерального университета Никита Иванов.

ИВАНОВ: Это образцы сорбента, которые мы получили. Он сразу получается в гранулированной форме. Значит может быть использован сразу в промышленности, и мы исследовали именно его сорбционные свойства. Они достаточно хороши по отношению к урану в этих средах. Для его осуществления нужно только простейший химический реактор с перемешивающим устройством.

Дальше сорбент, который впитал в себя радионуклиды, спекают при высокой температуре. Там своя инновационная технология высокоскоростного горячего прессования. Получается что-то похожее на обычный камень. Точнее, на кусок полевого шпата. Он, конечно, фонит. Но его размеры компактны и несопоставимы с объёмом жидкости, в которых эти изотопы были растворены. Стронциевый полевой шпат, в кристаллической решетке которого кальций замещен стронцием, остается устойчивым на протяжении миллионов лет. Его можно смело захоранивать в спецхранилища, полностью обезопасив.